ViewRootImpl

ViewRootImpl概述

1. WindowManager在添加窗口的时候会通过WindowManagerGlobal代理的addView方法来添加View
2. 在这个addView方法中会实例化ViewRootImpl，并且通过ViewRootImpl.setView将Window的LayoutParams以及DecoreView传递给ViewRootImpl.
3. WindowManagerGlobal的addView、removeView、updateView都是通过ViewRootImpl来执行的，调用流程为WindowManagerImpl -> WindowManagerGlobal -> ViewRootImpl
4. ViewRootImpl的setView方法中会通过WindowSession的addToDisplay方法完成Window的添加
5. WindowSession是一个Binder对象，实现类是Session，也就是说addToDisplay其实是一次IPC过程，调用了远程Session中的addToDisplay方法
6. Session中的addToDisplay中又调用WindowManagerService的addWindow方法，即Window的添加请求最终是通过WindowManagerService来添加的。
7. 在Activity的setContentView被调用的时候窗口还没有被添加到WindowManager中，只有在调用了Activity的handleResumeActivity方法才会将DecorView添加到WindowManager中。
8. ViewRootImpl与Choreograhper配合负责执行View的绘制流程
9. ImputManagerService->ViewRootimpl配合Choreograhper处理触摸事件的传递

ViewRootImpl 核心功能有以下几点：

• 连接 View 与 WindowManager： 作为 DecorView 的管理者，负责将视图层级树与 WindowManager 关联，通过 setView() 方法将 DecorView 添加到 WMS；
• 视图绘制管理​
  • 基于 Choreographer 实现 VSync 同步，优化绘制性能
  • 触发测量（Measure）、布局（Layout）、绘制（Draw）流程，通过 performTraversals() 方法协调三大过程视图绘制管理​ 负责 View 的刷新及 View 绘制流程的调用；
• 事件分发​： 接收系统输入事件（如触摸、按键），通过 dispatchInputEvent() 分发给视图树处理
• 图形表面管理​： 维护 Surface 对象，通过 SurfaceControl 与 SurfaceFlinger 交互，完成绘制内容的合成与显示
• 窗口生命周期管理​： 处理窗口的创建、更新、销毁，与 WMS 交互管理窗口属性（如位置、大小、焦点）

ViewRootImpl是一个Android视图层次结构的顶部，是View和WindowManager的桥梁。ViewRootImpl与Choreographer协同完成View的绘制，也负责接收底层的触摸事件和对触摸事件的中转分发。

一、ViewRootImpl与窗口的添加

在WMS中提到WindowManager在添加窗口的时候会调用WindowManagerGlobal代理的addView方法来添加View。

// WindowManagerGlobalpublicvoidaddView(Viewview, ViewGroup.LayoutParamsparams,
Displaydisplay, WindowparentWindow) {
...
ViewRootImplroot;
ViewpanelParentView = null;
...
// 实例化ViewRootImpl root = newViewRootImpl(view.getContext(), display);
view.setLayoutParams(wparams);
mViews.add(view);
mRoots.add(root);
mParams.add(wparams);
//将View添加到ViewRootImpl,开始绘制viewroot.setView(view, wparams, panelParentView);
...
}

WindowManagerGlobal的addView、removeView、UpdateView都是通过ViewRootImpl来执行的。

调用的顺序为 WindowManagerImpl -> WindowManagerGlobal -> ViewRootImpl

而ViewRootImpl的setView如下：

// ViewRootImpl publicvoidsetView(Viewview, WindowManager.LayoutParamsattrs, ViewpanelParentView) {
...
// 添加到Window前先调用requestLayout进行布局，确定收到任何系统事件后重新布局。 // requestLayout方法会完成View的绘制流程 requestLayout();
...
try {
...
// 通过WindowSession完成Window的添加res = mWindowSession.addToDisplay(mWindow, mSeq, mWindowAttributes,
getHostVisibility(), mDisplay.getDisplayId(),
mAttachInfo.mContentInsets, mAttachInfo.mStableInsets,
mAttachInfo.mOutsets, mInputChannel);
} }

mWindowSession类型是IWindowSession，它是一个Binder对象，真正的实现类是Session，也就是说这其实是一次IPC过程，远程调用了Session中的addToDisPlay方法。

@OverridepublicintaddToDisplay(IWindowwindow, intseq, WindowManager.LayoutParamsattrs,
intviewVisibility, intdisplayId, RectoutContentInsets, RectoutStableInsets,
RectoutOutsets, InputChanneloutInputChannel) {
returnmService.addWindow(this, window, seq, attrs, viewVisibility, displayId,
outContentInsets, outStableInsets, outOutsets, outInputChannel);
}

这里的mService就是WindowManagerService，也就是说Window的添加请求，最终是通过WindowManagerService来添加的。

Activity中的Window与ViewRootImpl

Activity的setContentView被调用时窗口还未被添加到WindowManager中，也就是此时的View不会开启测量绘制流程。当Activity的handleResumeActivity方法被调用时才会将DecorView添加到WindowManager。而在windowManager.addView方法中调用到windowManagerGlobal.addView，开始创建初始化ViewRootImpl。也就是上面添加Window的过程。

二、ViewRootImpl与View的绘制

ViewRootImpl的requestLayout开启View的绘制流程：

@OverridepublicvoidrequestLayout() {
if (!mHandlingLayoutInLayoutRequest) {
// 检查线程是不是主线程，不是主线程则抛出异常checkThread();
mLayoutRequested = true;
// 开启绘制流程scheduleTraversals();
}
}

voidscheduleTraversals() {
if (!mTraversalScheduled) {
mTraversalScheduled = true;
// 通过Handler发送同步屏障消息mTraversalBarrier = mHandler.getLooper().getQueue().postSyncBarrier();
// 通过Choreographer发送一个Runnable，Choreographer接收到Vsync信号后通过异步消息执行RunnablemChoreographer.postCallback(
Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL, mTraversalRunnable, null);
...
}

finalclassTraversalRunnableimplementsRunnable {
@Overridepublicvoidrun() {
// 调用doTraversal开启View的绘制doTraversal();
}
}

voiddoTraversal() {
if (mTraversalScheduled) {
mTraversalScheduled = false;
// 移除同步屏障，让非异步消息能够执行mHandler.getLooper().getQueue().removeSyncBarrier(mTraversalBarrier);
// 在这里开启View的测量、布局、绘制三大流程performTraversals();
...
}
}

privatevoidperformTraversals() { // 测量 performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
// 布局performLayout(lp, desiredWindowWidth, desiredWindowHeight);
// 绘制performDraw();
}
...
} 

三、ViewRootImpl与事件分发

关于触摸事件时如何从驱动到APP的过程可以参考InputManagerService

ViewRootImpl接收到输入事件，

publicvoiddispatchInputEvent(InputEventevent, InputEventReceiverreceiver) {
// InputEvent是接收到的输入事件，可能是KeyEvent，也可能是MotionEvent// InputEventReceiver用来接收输入事件SomeArgsargs = SomeArgs.obtain();
args.arg1 = event;
args.arg2 = receiver;
// MSG_DISPATCH_INPUT_EVENTMessagemsg = mHandler.obtainMessage(MSG_DISPATCH_INPUT_EVENT, args);
msg.setAsynchronous(true);
// 通过Handler将消息发送到UI线程mHandler.sendMessage(msg);
}

mHandler是ViewRootImpl的内部类ViewRootHandler,在接收到上述消息后对消息进行处理

finalclassViewRootHandlerextendsHandler {
...
@OverridepublicvoidhandleMessage(Messagemsg) {
switch (msg.what) {
...
caseMSG_DISPATCH_INPUT_EVENT: {
SomeArgsargs = (SomeArgs)msg.obj;
InputEventevent = (InputEvent)args.arg1;
InputEventReceiverreceiver = (InputEventReceiver)args.arg2;
// 在UI线程中调用enqueueInputEventenqueueInputEvent(event, receiver, 0, true);
args.recycle();
} break;
...
}
}
}

voidenqueueInputEvent(InputEventevent,
InputEventReceiverreceiver, intflags, booleanprocessImmediately) {
adjustInputEventForCompatibility(event);
//将当前输入事件加入队列中排列等候执行QueuedInputEventq = obtainQueuedInputEvent(event, receiver, flags);
//输入事件添加进队列后，加入输入事件的默认尾部QueuedInputEventlast = mPendingInputEventTail;
if (last == null) {
mPendingInputEventHead = q;
mPendingInputEventTail = q;
} else {
last.mNext = q;
mPendingInputEventTail = q;
}
//队列计数mPendingInputEventCount += 1;
...
//processImmediately则是判断是同步还是异步，前面我们在handler中调用的，因为是在UI线程，肯定是同步的，所以传递了参数是true，如果是异步，则调用到scheduleProcessInputEvents()if (processImmediately) {
// 循环获取队列中的输入事件doProcessInputEvents();
} else {
// 最终通过Handler post出来，还是调用doProcessInputEvents方法scheduleProcessInputEvents();
}
}

上述代码是将消息封装成QueuedInputEvent，并加入链表的操作。QueuedInputEvent是一个链表结构，代码如下：

privatestaticfinalclassQueuedInputEvent {
...
publicQueuedInputEventmNext;
publicInputEventmEvent;
publicInputEventReceivermReceiver;
...
}

doProcessInputEvents代码如下：

voiddoProcessInputEvents() {
//循环取出队列中的输入事件while (mPendingInputEventHead != null) {
QueuedInputEventq = mPendingInputEventHead;
mPendingInputEventHead = q.mNext;
...
mPendingInputEventCount -= 1;
...
//分发处理deliverInputEvent(q);
}
//处理完所有输入事件，清楚标志if (mProcessInputEventsScheduled) {
mProcessInputEventsScheduled = false;
mHandler.removeMessages(MSG_PROCESS_INPUT_EVENTS);
}
}

通过deliverInputEvent进行分发：

privatevoiddeliverInputEvent(QueuedInputEventq) {
//校验输入事件if (mInputEventConsistencyVerifier != null) {
mInputEventConsistencyVerifier.onInputEvent(q.mEvent, 0);
}
InputStagestage;
if (q.shouldSendToSynthesizer()) {
stage = mSyntheticInputStage;
} else {
stage = q.shouldSkipIme() ? mFirstPostImeInputStage : mFirstInputStage;
}
if (stage != null) {
stage.deliver(q);
} else {
finishInputEvent(q);
}
}

这里InputStage则是一个实现处理输入事件责任的阶段，提供一系列处理输入事件的方法。每种InputStage可以处理一定的事件类型，比如AsyncInputStage、ViewPreImeInputStage、ViewPostImeInputStage等。当一个InputEvent到来时，ViewRootImpl会寻找合适它的InputStage来处理。

InputStage会先调用deliver开始处理，最终调用onProcess方法。对于View的点击事件可以用ViewPostImeInputStage来处理，它的onProcess方法如下：

@OverrideprotectedintonProcess(QueuedInputEventq) {
if (q.mEventinstanceofKeyEvent) {
returnprocessKeyEvent(q);
} else {
// If delivering a new non-key event, make sure the window is// now allowed to start updating.handleDispatchWindowAnimationStopped();
finalintsource = q.mEvent.getSource();
if ((source & InputDevice.SOURCE_CLASS_POINTER) != 0) {
// 判断是触摸事件调用该方法returnprocessPointerEvent(q);
} elseif ((source & InputDevice.SOURCE_CLASS_TRACKBALL) != 0) {
returnprocessTrackballEvent(q);
} else {
returnprocessGenericMotionEvent(q);
}
}
}

privateintprocessPointerEvent(QueuedInputEventq) {
// 触摸事件finalMotionEventevent = (MotionEvent)q.mEvent;
mAttachInfo.mUnbufferedDispatchRequested = false;
// 调用DocerView的dispatchPointerEvent,将分发事件交给Viewbooleanhandled = mView.dispatchPointerEvent(event);
...
returnhandled ? FINISH_HANDLED : FORWARD;
}

View的dispatchPointerEvent代码如下：

publicfinalbooleandispatchPointerEvent(MotionEventevent) {
if (event.isTouchEvent()) {
// 如果是TouchEvent，则开启事件分发returndispatchTouchEvent(event);
} else {
returndispatchGenericMotionEvent(event);
}
}

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